一種新型無線抄表系統(tǒng)的設計.pdf

1、隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和國家“一戶一表”工程政策的全面實施，用電需求越來越大，電度表的數(shù)量也迅速增加；住戶對住宅環(huán)境、物業(yè)管理水平的要求也日益提高。而傳統(tǒng)的抄表方式存在入戶麻煩、管理費用過高等弊端，已經(jīng)不適應現(xiàn)代物業(yè)管理的需要。為了提高管理水平，供電企業(yè)迫切希望通過現(xiàn)代化的手段，對用戶用電的監(jiān)測過程實現(xiàn)自動化、規(guī)范化。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的技術，而無線抄表技術正是為了適應電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和經(jīng)營管理體制的新

2、要求而提出的。 本文設計了一種基于LPC2138和GPRS技術的新型無線抄表系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由菲利普公司的ARM7微控制器LPC2138、射頻收發(fā)芯片nRF903、GPRS模塊MC55和GPRS網(wǎng)絡構成，實現(xiàn)了用戶用電信息的無線采集、預付費、分時計費和實時監(jiān)測等功能，有效防止了欠費和竊電等情況的發(fā)生。該系統(tǒng)通過LPC2138可高效地完成數(shù)據(jù)的采集和處理工作，并簡化了電路，是一種成本低、可靠性高、反應快、傳輸速率快、實時性強的無線

3、抄表系統(tǒng)。 LPC2138是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器，并帶有512kB嵌入的高速Flash存儲器。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。較小的封裝和極低的功耗使LPC2138可以理想地用于小型系統(tǒng)中，豐富的串行通信接口和片內(nèi)32kB的SRAM則提供了巨大的緩沖區(qū)空間和強大的處理功能。2個32位定時器、2個10位8路ADC、1個10位D

4、AC、PWM通道和47個GPIO以及多達9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷使本系統(tǒng)簡化了電路，提高了數(shù)據(jù)處理能力。 本系統(tǒng)由電度表、采集器、集中器和監(jiān)控中心組成，采用了兩種通信方式，既通過無線射頻模塊nRF903和GPRS模塊MC55進行通信。采集器和集中器之間通過由無線收發(fā)模塊組成的局域無線網(wǎng)絡進行通信，集中器和監(jiān)控中心之間通過GPRS模塊在GPRS網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)。通過本系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)了用電信息的采集和實時監(jiān)控，還可以實現(xiàn)用戶預交費

5、和分時計費功能，監(jiān)控中心每月扣除用電費用，如果余額不足，就通過發(fā)手機短信等形式向用戶催繳電費；若用戶在期限內(nèi)沒有繳納，本系統(tǒng)就向該用戶電度表發(fā)送控制信號，進行斷電等操作。另外，監(jiān)控中心可以通過局域網(wǎng)進行Web發(fā)布，用戶就可以通過上網(wǎng)查詢用電信息。 在進行采集器和集中器的硬件電路設計中，為提高系統(tǒng)電路的通用性，本文采用了模塊化設計，采集器模塊由電源、電度表控制模塊、蜂鳴器、數(shù)碼管和射頻收發(fā)模塊組成；集中器模塊由電源、射頻收發(fā)模塊、

6、鍵盤、E2PROM、顯示器LCD和GPRS模塊組成。在進行軟件設計中，也遵循了模塊化的設計思想，既考慮了個模塊功能的實現(xiàn)，又兼顧了程序的總體協(xié)調(diào)性。本系統(tǒng)的軟件設計分采集器、集中器和監(jiān)控中心三個層次，其中運行于采集器和集中器之間的程序采用C語言編寫，經(jīng)過ARM編譯系統(tǒng)生成可執(zhí)行程序，運行于LPC2138中。監(jiān)控中心軟件由VisualBasic6.0開發(fā)，數(shù)據(jù)采用SQLServer數(shù)據(jù)庫存儲。同時，軟件采用了結構化的設計，使系統(tǒng)便于完善和